[发明专利]一种无接触感知定位方法

摘要

本发明公布了一种无接触感知定位方法，发射端为WiFi信号发射设备，接收端是与发射端对应的WiFi信号接收器；构造一个天线阵列接收信号，结合天线间的差异，并利用信号的相干性，识别正在运动的目标的反射信号的到达角度，同时利用不同频率的载波之间的差异，估计动态目标的各个反射路径的相对长度，选择其中一个反射路径信号的到达角度作为定位目标相对于该接收设备的角度。本发明定位目标无需携带任何设备，利用WiFi网卡就可以实现准确的无接触感知的动态物体定位，最少只需要一个WiFi发射端和两个WiFi接收端，就能够确定目标的位置。同时利用活动的空间和时间连续性来补全缺失的测量值，扩大可感知范围。

主权项

1.一种无接触感知定位方法，其特征是，WiFi收发环境中的发射端为支持测量通道状态信息的WiFi信号发射设备，接收端是与发射端对应的能提供通道状态信息的WiFi信号接收器；待定位的动态物体目标无需携带任何设备，利用WiFi收发环境对所述待定位目标实现无接触感知定位，获得所述待定位目标的准确位置；包括如下步骤：1)利用WiFi信号发射端现有天线构造具有均匀线性天线阵列的WiFi接收设备；所述均匀线性天线阵列中的天线数量至少为三根；所述多根天线之间的间隔不超过所使用的无线信号波长的一半；2)所述接收端通过所述均匀线性天线阵列接收WiFi发射端发出的WiFi数据包，从中测量得到通道状态信息，所述通道状态反映信号从发射端到达接收端所发生的振幅衰减和相位漂移；所述接收端至少为两个；3)利用所述均匀线性天线阵列的M根天线和K个不同频率的子载波的通道状态信息构造一个由M*K个虚拟天线组成的虚拟天线阵列；4)对每个WiFi数据包的M*K个通道状态信息进行线性处理消除随时间波动的随机相移：5)用步骤4)所获得的M*K个通道状态信息构成包含M*K个虚拟天线的天线阵列的信号向量；6)将步骤5)所述信号向量作为多重信号分类算法的输入，经过计算识别得到该M*K个虚拟天线的天线阵列上的入射信号、入射信号的到达角度和相对到达时间；所述入射信号包括静态路径信号和动态路径信号；所述静态路径信号是由直接通路信号和所有静态物体反射信号融为一个的信号；所述动态路径信号是运动物体反射的无线信号；7)当探测到多条动态路径信号时，选择相对到达时间最小的动态路径信号的到达角度作为通过多重信号分类算法估计得到的目标角度，即得到运动目标相对各接收端的角度；8)同一时间多个接收端分别获得步骤7)所述运动目标相对各接收端的角度，根据各个接收端的位置，选择真实角度与估计角度误差的平方和最小的位置，作为待定位目标的准确位置。